微裂纹愈合过程的分子动力学模拟

对铝单晶中心贯穿微裂纹的愈合过程进行了分子动力学模拟。结果表明,当加热温度超过临界温度,或外加压应力K_Ⅰ超过临界值时微裂纹将完全愈合。在裂纹愈合过程中伴随着位错的产生和运动,以及李晶和空位的产生及变迁,裂纹愈合的临界温度和裂纹面的相对取向有关;沿滑移面的裂纹最容易愈合。如果晶内预先存在位错(预先塑性变形),则可使裂纹愈合的临界温度明显降低。裂纹愈合的能量关系为πσ~2(1-v^2)/E+TφS/φA ≥2γ+γ_p,其中σ为压应力,T为温度,S为熵,A为裂纹面积,γ为表面能,γ_p为塑变功。